【正文】 eWW?導波的一般特性 —— 導波系統(tǒng)中截止狀態(tài)下的場 （證明請參見 p25） 作業(yè) ， ， ， ， ， ， 。利用了復數(shù)坡印廷矢量定理） ? 導波的衰減 引起衰減的原因： ； 。并且任意位置電場和磁場方向必須垂直，磁力線必須閉合。 ② ,臨界狀態(tài) 沿 z方向沒有波的傳播過程， k稱為臨界波數(shù)。 ????????? ?????? 1)(21)(2 22ccfff（ ） 1)(21)(2 22 ????ccfff????????導波的一般特性 — 導波場的縱向分布和橫向分布 0()3 c ??? ??? ）時，或cff傳播常數(shù)為零，稱傳播的臨界狀態(tài)，屬截止情形 因此 稱截止頻率稱截止波長??ccf?和波導尺寸有關 后面將看到這點 導波的一般特性 — 導波場的縱向分布和橫向分布 結論 傳播狀態(tài)的波稱 傳播波 或 傳播模 截止狀態(tài)的波（場）稱 截止模 或 截止場 判斷傳播波 條 件 cff ?c?? ?或稱工作波長稱工作頻率?f導波的一般特性 ?導波場的橫向分量和縱向分量 ),(),(),( zuEazuEzuE zzt ??? ??? ??),(),(),( zuHazuHzuH zzt ??? ??? ??為討論方便，省去時諧因子 tje? ，那么電場、磁場可表示為 /tz az? ? ? ? ? ?代入時諧場滿足的麥克斯韋方程組中 展開后令方程兩邊的橫向分量和縱向分量分別相等 t t z zH j a E????tt z z z tHa H a j Ez ???? ? ? ? ??t t z zE j a H??? ? ?tt z z z tEa E a j Hz ???? ? ? ? ? ??兩邊乘以jωμ 兩邊作 運算 ① ② ③ ④ 導波的一般特性 — 導波場的橫向分量和縱向分量 （大家下去推導一下） 2tz t z z tHj a j a H Ez? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ?ttz z t z z z zHEj a a a E a az z z z?? ???? ??? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ???由 ② 、 ④可得： 由此兩式消去 ，得 tH222 t t z z t zk E E j a Hzz ???? ??? ? ? ? ? ??? ????⑤ 導波的一般特性 — 導波場的橫向分量和縱向分量 同理，由 ① 、 ③ 可得： 222 t t z z t zk H H j a Ezz ???? ??? ? ? ? ? ??? ????⑥ 22k ? ??? ★ 重要結論： ⑤ 、 ⑥說明規(guī)則導行系統(tǒng)中，導波場的橫向 分量可由縱向分量完全確定 導波的一般特性 — 導波場的橫向分量和縱向分量 再由 ③出發(fā)： t t z zE j a H??? ? ?t t t t z zE j a H??? ? ? ? ? ? ? ?AAA 2 ??? ?????????? ）（利用0??? E?利用導波的一般特性 — 導波場的橫向分量和縱向分量 ? ? 22t t t t t t t t t z t tE E E E Ez???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????左 222()ttt z z t z t t zHEj a H j j E a k E Ez z z? ? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?利用 ② 右 左 =右 整理得 2222 0t t tE k Ez?? ?? ? ? ??? ???即 22 0ttE k E? ? ?同理，由 ① 可得 22 0ttH k H? ? ? ★ 重要結論： 導波的橫向場滿足矢量亥姆霍茲（ Helmholtz） 的方程。 ? 導波系統(tǒng)的主要功能 1）無輻射損耗地引導電磁波沿其軸向行進而將能量從一處傳輸至另一處，稱之為饋線 。不接觸測量對象 緒論 — 微波的應用 ?微波能應用 加熱： 特點是均勻、高效、迅速，便于控制 殺菌： 除蟲、育種、刺激植物生長 生物醫(yī)學應用： 對生物體選擇性加熱，治療各種疾病 輸能： 傳輸電能、太陽能 中國在 1979年制定的 《 微波輻射暫行衛(wèi)生標準 》 中規(guī)定： 1）一天八小時連續(xù)輻射時，其劑量不應超過 38 μW/cm2； 2)短時間間斷輻射及一天超過八小時照射時，一天總劑量不超過300 μW微波除廣泛應用于軍事目的各種大型和小型雷達外，還運用于民用的如導航、空中交通管制、氣象預報、微波遙感、汽車防撞、公安檢測、防盜等，還可用于加熱、殺菌等。 緒論 緒論 — 微波的主要特性 ?穿透性好 物質內部： 微波探傷 電離層： 衛(wèi)星通信 雨霧、雨、植被、積雪和地表層： 微波遙感 生物體： 醫(yī)學透熱療法 等離子體： 遠程導彈、航天器實現(xiàn)制導和通信 緒論 — 微波的主要特性 微波的量子能量還不夠大，不足以改變物質分子的內部結構或破壞分子間的鍵。雷達利用此特性工作。微波除了軍事用途外，還涉及并滲透到科學研究和國民經(jīng)濟的許多部門。 緒論 — 微波的應用 通信 ?微波具有頻率高、頻帶寬、信息量大的特點 ?應用業(yè)務包括：微波多路通信、微波中繼通信、無線局域網(wǎng)、散射通信、移動通信和衛(wèi)星通信等； 緒論 — 微波的應用 ?科學研究的手段 利用微波技術 建立的新學科 高能微波（高能微波加速器）： 微波武器 微波波譜學： 利用物質吸收譜研究物質結構 微波天文學： 由微波輻射研究天體（多普勒頻移） 微波氣象學 遙感、全息術 測量： 弱功率應用的電量和非電量測量。 ?導波和導波系統(tǒng) 2）微波頻段導波系統(tǒng) 米波頻段結構 — 改進型雙導線即平行雙導體線 ； 分米波 ～厘米波 頻段結構 — 封閉式雙導體導波系統(tǒng)即同軸線； 厘米波 ～毫米波 頻段結構 — 柱面金屬波導； 毫米波 ～亞毫米波 頻段結構 — 介質波導。沒有沿 z軸傳播的波，稱導波的 截止狀態(tài) 。這 是一種快波。例如空心金屬柱面波導，因其橫截面內無法建立起靜態(tài)場（導體表面上存在異性電荷時不可能有靜止狀態(tài)）。 4e essW w d S E E d S? ?? ? ???平 均4m mssW w d S H H d S? ?? ? ???平 均2e TE M 4 tsW e d S?? ?2m TE M 4 tsW h d S?? ?導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 TEM波 TE/TM波 導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 2e TE 4 tsW e d S?? ?? ?22m TE 4 tzsW h h d S????? ?22e TM 4 tzsW e e d S????2m TM 4 tsW h d S?? ?導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 當傳輸系統(tǒng)無耗時 meWW?即是說，在無耗導波系統(tǒng)中，傳播波的電能時均值與磁能時均值彼此相等 （證明請參見 p21。截止場的阻抗為純虛數(shù)， TE場阻抗是感抗， TM場阻抗是容抗。 式中 為導體表面阻抗， mZ m m mZ R jX??21R ( ) ( )21R2Lm Sm SP n H H n dSH dS???????? ? ?